(57)【要約】      （修正有）【課題】リムのビードシートの径方向内側に気密性の高い気室を有するホイールを、高い生産性にて製造する方法を提案する。【解決手段】リムのビードシートの径方向内側に、環状の空間を具え、隔壁４にて該空間を複数の気室５に区画し、気室５毎に当該気室５とリムの径方向外側の大空間との連通部６を有し、該気室５および連通部６にてヘルムホルツ共鳴器が構成されるホイールを製造するに当たり、リムのフランジから離間しかつウェルの径方向外側に延びる周壁を成形し、該周壁とフランジとの間に、複数の仕切り材１３を、間隔を置いて配置し、該周壁を前記フランジ側に折り曲げて周壁先端部を該フランジに押し付けて前記ビードシートを形成するとともに、空間を形成し、前記周壁に連通部６となる孔を形成し、連通部６から、仕切り材１３と壁面との境界部に向けてシール材１２を供給し境界部を埋め、仕切り材１３とシール材１２とで複数の隔壁４を形成する。【選択図】図４
2010269681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムのビードシートの径方向内側に、該ビードシートに沿って延びる環状の空間を具え、複数の隔壁を介して該空間を複数の気室に区画するとともに、気室毎に当該気室とリムの径方向外側の大空間との連通部を有し、該気室および連通部にてヘルムホルツ共鳴器が構成されるホイールを製造するに当たり、
前記リムを成形する際に、前記リムのフランジから離間しかつウェルの径方向外側に延びる周壁を成形し、
該周壁とフランジとの間に、複数の仕切り材を、相互に間隔を置いて配置し、
該周壁を前記フランジ側に折り曲げて周壁先端部を該フランジに押し付けて前記ビードシートを形成するとともに、前記空間を形成し、
前記周壁に前記連通部となる孔を形成し、
前記連通部から、前記仕切り材と前記空間を区画する壁面との境界部に向けてシール材を供給し、該シール材が前記境界部を埋め、
前記仕切り材と前記シール材とが前記複数の隔壁を形成する
ホイールの製造方法。
【請求項２】
前記シール材がゲル状である請求項１に記載のホイールの製造方法。
【請求項３】
前記シール材が熱硬化性の粒子からなり、前記シール材を前記境界部に向けて供給した後に、前記シール材を加熱して、前記シール材が前記境界部を埋める請求項１に記載のホイールの製造方法。
【請求項４】
前記ホイールを回動させることによって、前記シール材を前記境界部に配置する請求項１〜３のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【請求項５】
前記環状の空間は、断面積が大きい部分と、断面積が小さい部分からなり、該断面積が小さい部分に隔壁を配設することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの方法によって製造したホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤを取り付ける車両用のホイール、特に車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地性の向上や車内騒音の低減等をもたらすことのできるホイールを製造するための方法および当該方法で製造したホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の乗り心地性や静粛性を高次元で実現することの要請から、とりわけ車内騒音の低減が希求されている。この車内騒音の大きな要因として、タイヤをホイールに装着した際のタイヤとリムとの間に区画される空洞部（主気室）の共鳴音が挙げられる。
この共鳴音の抑制に関して、特許文献１には、リムと該リムの径方向外側に配置される複数の蓋部材との間に形成され、周方向に間隔をあけて設けられた複数の隔壁により分割された複数の副気室に、この副気室とタイヤ主気室とを連通させる連通部を組み合わせてヘルムホルツ共鳴器を構成することによって、自動車の大きな要求性能である乗り心地性や静粛性が有意に向上し、実用的なホイールが得られることが記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載のホイールは、静粛性、操縦安定性および振動乗り心地性において優れており、十分に実用に供し得るものである。
一方、環境保護に立脚した自動車の燃費向上の観点からは、タイヤは勿論ホイールについても、その軽量化が求められている。
【０００４】
ここに、前記ヘルムホルツ共鳴器を利用して空洞共鳴を抑制し得るホイールについて、軽量化の実現も予想される構造が、特許文献２に提案されている。すなわち、リムのビードシートの径方向内側に副気室を設けることによって、ヘルムホルツ共鳴器の形成に併せて、リム部分の肉抜きによる軽量化が達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０７９８０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に記載のホイールは、中子鋳造成形によって副気室並びに連通部を一体成形するため、そのための工夫が様々になされている。ヘルムホルツ共鳴器を確実に作動させるには、副気室に気密性が必要であるところ、この点を中子鋳造成形によって保証している。しかしながら、中子鋳造成形をもって複数の副気室を気密に成形することは難しく、また中子鋳造成形自体が煩雑な成形方法であり、生産性も低くならざるをえない。
【０００７】
そこで、本発明は、リムのビードシートの径方向内側に気密性の高い気室を有するホイールを、確実かつ高い生産性にて製造することが可能な方法について提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の要旨構成は、下記に示す通りである。
（１）リムのビードシートの径方向内側に、該ビードシートに沿って延びる環状の空間を具え、複数の隔壁を介して該空間を複数の気室に区画するとともに、気室毎に当該気室とリムの径方向外側の大空間との連通部を有し、該気室および連通部にてヘルムホルツ共鳴器が構成されるホイールを製造するに当たり、
前記リムを成形する際に、前記リムのフランジから離間しかつウェルの径方向外側に延びる周壁を成形し、
該周壁とフランジとの間に、複数の仕切り材を、相互に間隔を置いて配置し、
該周壁を前記フランジ側に折り曲げて周壁先端部を該フランジに押し付けて前記ビードシートを形成するとともに、前記空間を形成し、
前記周壁に前記連通部となる孔を形成し、
前記連通部から、前記仕切り材と前記空間を区画する壁面との境界部に向けてシール材を供給し、該シール材が前記境界部を埋め、
前記仕切り材と前記シール材とが前記複数の隔壁を形成する
ホイールの製造方法。
【００１０】
（２）前記シール材がゲル状である上記（１）に記載のホイールの製造方法。
【００１１】
（３）前記シール材が熱硬化性の粒子からなり、前記シール材を前記境界部に向けて供給した後に、前記シール材を加熱して、前記シール材が前記境界部を埋める上記（１）に記載のホイールの製造方法。
【００１２】
（４）前記ホイールを回動させることによって、前記シール材を前記境界部に配置する上記（１）〜（３）のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【００１３】
（５）前記環状の空間は、断面積が大きい部分と、断面積が小さい部分からなり、該断面積が小さい部分に隔壁を配設することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【００１４】
（６）上記（１）〜（５）のいずれかの方法によって製造したホイール。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特にヘルムホルツ共鳴器を構成する気室が高い気密性の下に形成されるから、空洞共鳴が確実に抑制されるホイールを高い生産性にて製造することができる。かくして得られたホイールを用いることによって、車両に伝達される振動を確実に抑制し、乗り心地性の向上、車内騒音の低減等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明により製造したホイールの要部を示す回転軸に沿った断面図である。
【図２】本発明のホイールの製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明のホイールの製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る工程図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る隔壁を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る工程図である。
【図７】シール材を隙間に配置させる方法の一例を説明する図である。
【図８】隙間を埋めるためのシール材の供給位置を示す図である。
【図９】本発明のホイールを用いた際の振動抑制効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、本発明が製造の対象とするホイールについて、図面を参照して詳しく説明する。すなわち、図１にタイヤＴを装着したホイール１のタイヤ回転軸に沿う断面を示すように、ホイール１のリム２の幅方向両端側に設けられる、タイヤＴのビード部の台座となるビードシート３ａおよび３ｂの少なくとも一方、図示例では車両装着時に外側となるビードシート３ａのリム径方向内側に、該ビードシート３ａに沿って延びる環状の空間を有する。
該空間は、複数の隔壁４を介して複数、例えば２〜１０室程度の気室５に区画され、タイヤＴとホイール１との間に区画される主気室１０に対して副気室として機能する。さらに、気室５毎に当該気室５とリムの径方向外側の大空間、つまり主気室１０との間に連通部６を有する。この気室５および連通部６にてヘルムホルツ共鳴器が構成される。
図示例では、連通部６は、気室５を区画するリム幅方向内側の壁面９ａに形成されているが、主気室１０と連通するのであれば、ビードシート３ａ側、すなわち、リム径方向外側の壁面９ｂに形成されてもよい。
なお、車両用のホイールには、様々な形式があり、いずれもリムとディスクとからなることが基本であり、図示例のホイール１はリムおよびディスクが一体であるが、別体であってもよい。
【００１８】
次に、ホイール１を製造する方法について、リムの成形を対象に説明する。リム２の成形は鋳造または鍛造で行われるのが通例であり、いずれの成形においても、図２（ａ）に示すように、フランジ７等の成形とともに、リム２のフランジ７から離間した位置にてウェル８の径方向外側に延びかつ周方向に連続する、周壁９を成形する。
なお、周壁９の径方向長さは、その先端部がフランジ７の基部に到達する長さがあればよい。
次いで、図２（ｂ）に示すように、周壁９を前記フランジ７側に折り曲げて周壁９の先端部を該フランジ７に押し付ける。図示例では、フランジ７の基部に周壁９の先端部を受け入れる切り欠き７ａを設けてあり、折り曲げた周壁９の先端部が切り欠き７ａ内に収まってフランジ７と周壁９とが一体化され、ここに空間が区画される。
ここで、周壁９の先端部を切り欠き７ａ内に圧入することによって、空間の気密性が確保されるが、必要に応じて、周壁９先端部とフランジ７との境界を溶接にて接合することが高い気密性を付与する上で好ましい。また、溶接以外の方法、例えば、接着により固着してもよい。接着に用いる接着剤としては、例えば、変性アクリレート系接着剤（例えば、電気化学工業（株）製、商品名ハードロック等）などを用いることができる。
ちなみに、前記周壁９の折り曲げ加工は、いわゆるスピニング加工にて行うことができる。すなわち、スピニング加工は、しごきローラを用いて、該ローラをフランジ７の向きに周壁９へ押し付けながら周方向に移動することによって、周壁９を折り曲げ成形するものである。
最後に、図２（ｃ）に示すように、連通部６となる孔を形成する。なお、連通部６となる孔は、ドリル等により所望の径に形成する。孔は、空洞共鳴音の効果的な低減を達成するとの観点から、後述する気室５の周方向長さの略中央位置に設けることが好ましい。
【００１９】
前記に従って形成された空間は、さらに隔壁４を設けることによって、前記した気室５に区画される。この隔壁４を設けるには、図３（ａ）に示すように、まず、隔壁４の設置箇所に、板材による仕切り材１３を形成しておく。この仕切り材１３は、リムを成形（鋳造または鍛造）する際に一体成形することが気室間の気密性を高めるために好ましい。また、仕切り材１３には、リム２の部材の比重より軽い比重の部材（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、樹脂材）を用いることが軽量化を達成するために好ましい。
次いで、図３（ｂ）に示すように、周壁９を前記フランジ７側に折り曲げて周壁９の先端部を該フランジ７に押し付ける。空間を区画する壁面、図示例では壁面９ａ、９ｂと仕切り材１３との間に、若干の隙間が存在している場合を例に以下説明するが、隙間がない場合も、壁面９ａ、９ｂと仕切り材１３との間の境界部に対して、以下の工程を行うことが肝要である。
【００２０】
そこで、この隙間を埋めて、気室５相互を気密にするための、本発明の第１実施形態に係る工程を、図４を用いて説明する。なお、図示の関係上、壁面９ａと仕切り材１３との間の隙間を埋める例に関して説明する。
図４（ａ）に示すように、上記の工程によって、空間内には仕切り材１３が形成されている。
図４（ｂ）に示すように、壁面９ａに設けられた連通部６から空間内にノズル１１を挿入する。
図４（ｃ）に示すように、ノズル１１の先端１１ｐからシール材１２を供給する。このシール材１２は、重力によって落下し、図４（ｄ）に示すように、壁面９ａと仕切り材１３との間の隙間に配置される。所定量のシール材１２を供給したら、ノズル１１を連通部６から取り除く。このように、この隙間をシール材１２が埋め、シール材１２と仕切り材１３とが隔壁４を形成する。ここで用いるシール材１２は、ゲル状の接着剤等である。
この方法では、連通部６を利用してシール材１２を供給するため、新たに穴を開ける工程およびその穴を塞ぐ工程等の追加の工程が必要ない。それゆえ、簡易な製造工程によって、高い生産性の下に気密性の高い気室５を形成することができる。
【００２１】
本発明の第２実施形態に係る工程を、図５を用いて説明する。
図５（ａ）に示すように、空間内には仕切り材１３が形成されている。
図５（ｂ）に示すように、壁面９ａに設けられた連通部６から空間内にノズル１１を挿入する。
図５（ｃ）に示すように、ノズル１１の先端１１ｐから熱硬化性の粒子からなるシール材１２を供給する。このシール材１２は、重力によって落下し、壁面９ａと仕切り材１３との間の隙間付近に配置される。
次に、図５（ｄ）に示すように、所定量のシール材１２を供給したら、ノズル１１を連通部６から取り除く。
最後に、図５（ｅ）に示すように、シール材１２が配置されている部分を、加熱器１７を用いて加熱することによって、シール材１２を溶解させる。溶解したシール材１２は、隙間に侵入し、その後、シール材１２は冷却されて硬化し、気室５相互間を気密させる。その結果、シール材１２および仕切り材１３が空間内を複数の気室５に区画するための隔壁４となる。
【００２２】
次に、本発明の第３実施形態を、図６を用いて説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、壁面９ａに仕切り材１３が形成されている。次に、壁面９ａに設けられた連通部６から空間内にノズル１１を挿入し、ノズル１１の先端１１ｐから熱硬化性の粒子からなるシール材１２を供給する。このシール材１２は、重力によって落下する。
図６（ｂ）に示すように、所定量のシール材１２を供給したら、ノズル１１を連通部６から取り除く。
図６（ｃ）に示すように、ホイール１の方向を変えると、このシール材１２は、重力によって落下して、壁面９ｃと仕切り材１３との間の隙間付近に配置される。
最後に、図６（ｄ）に示すように、シール材１２が配置されている部分を、加熱器１７を用いて加熱することによって、シール材１２を溶解させる。溶解したシール材１２は、隙間に侵入し、その後、シール材１２は冷却されて硬化し、気室５相互間を気密させる。その結果、シール材１２および仕切り材１３が空間内を複数の気室５に区画するための隔壁４となる。
【００２３】
シール材を、重力によって、空間を区画する壁面と仕切り材との間の隙間に配置させる方法の一例に関して、図７を用いて説明する。
図７（ａ）は、ホイール１と加熱器１７を示す。加熱器１７が、シール材１２の配置された部分に当たるように、ホイール１を回動させる。詳細には、図７（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。
空間内に、仕切り材１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・・・が形成されている。仕切り材１３ａ、１３ｂ、・・・によって区切られた各気室（仕切り材１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・・・と壁面９ａとの間に隙間が存在するので、未だ気密性は確保されていない）に、あらかじめ所定量のシール材１２を供給しておく。
まず、図７（ｂ）に示すように、壁面９ａと仕切り材１３ａとの間の隙間付近に配置したシール材１２を、加熱器１７によって溶解させて、シール材１２および仕切り材１３ａが隔壁４を形成する。次に、図中矢印の向きにホイール１を回動させ、図７（ｃ）に示すように、壁面９ａと仕切り材１３ｂとの間の隙間付近に配置したシール材１２を加熱器１７によって溶解させて、シール材１２および仕切り材１３ａが隔壁４を形成する。同様の工程を繰り返し、ホイール１の気室５相互間を気密させる。
ホイール１を回動させることによって、各気室に存在するシール材１２が壁面９ａと仕切り材との間の隙間付近に配置される。また、シール材１２を隙間に配置するために、シール材１２をリム幅方向に動かしたい場合、ホイール１をリム幅方向に振動させることもできる。
なお、あらかじめ所定量のシール材１２を各気室内に供給した例を説明したが、１つの気室について、シール材１２の供給と加熱を行った後、ホイール１を回動させ、次の気室について、シール材１２の供給と加熱を行ってもよい。
【００２４】
なお、仕切り材と壁面との間の隙間を埋めるためのシール材の供給位置に関して、図８を用いて説明する。図８は、図１に示すビードシート３ａ部分の拡大図である。
図８（ａ）に示すように仕切り材１３を一体成形した場合、隙間は、仕切り材１３と径方向外側の壁面９ｂとの間のみであるので、その隙間にシール材を供給すればよい。
図８（ｂ）に示すように仕切り材１３を一体成形した場合、隙間は、仕切り材１３と壁面９ｂとの間、および、仕切り材１３とリム幅方向内側の壁面９ａとの間に存在するので、その両方の隙間にシール材を供給する必要がある。
図８（ｃ）に示すように仕切り材１３を一体成形した場合、隙間は、仕切り材１３と壁面９ｂとの間、および、仕切り材１３とリム幅方向外側の壁面９ｃとの間に存在するので、その両方の隙間にシール材を供給する必要がある。
図８（ｄ）に示すように仕切り材１３を一体成形した場合、隙間は、仕切り材１３と壁面９ａ、９ｂ、９ｃそれぞれとの間に存在するので、それらの隙間にシール材を供給する必要がある。
図８（ｅ）に示すように仕切り材１３をビードシート３ａ側に一体成形した場合、隙間は、仕切り材１３と径方向内側の壁面９ｄとの間、仕切り材１３と壁面９ａ、９ｃとの間に存在するので、それらの隙間にシール材を供給する必要がある。
このように、空間内の壁面と仕切り材１３との間の隙間とは、仕切り材１３の形成位置に応じて異なり、図８に示した例に限定されることはない。
【００２５】
なお、シール材としては、高分子化合物（樹脂材）等を適宜使用することができ、軽量化を達成するために、リム２の部材の比重より軽い比重の部材を用いることが好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
従来のホイールとタイヤとの組み合わせ品（基準）、図２〜４に示した本発明方法に従って構成したホイールとタイヤとの組み合わせ品（発明例）および、該発明例において隔壁に隙間を設けて気室相互間の気密性を阻害したホイールとタイヤとの組み合わせ品（比較例）を音響−構造連成解析にて比較した。
【００２７】
なお、気室の有無や隔壁の気密性以外の仕様は、全て同じにした。すなわち、８Ｊ×１９サイズのホイールを用いて、このホィールに２４５／４５Ｒ１９サイズの一般的な乗用車用タイヤを装着した。
【００２８】
ここで、発明例および比較例では、５つの隔壁で区画された５つの気室５を設けた。
タイヤ主気室の体積約３５０００ｃｍ3に対し、気室５の総体積は４６０ｃｍ3であり、連通孔の径は０．３ｃｍ、連通孔の長さは０．４ｃｍである。
【００２９】
実施例として示す結果は、スピンドル軸を固定し、タイヤ接地面を一定変位で加振した場合のスピンドル軸での上下方向力の周波数応答解析結果である。
上下方向の軸力の周波数応答解析を行った結果を、図９に示す。同図から、発明例は比較例に比し空洞共鳴ピークが約６〜７ｄＢ低減することが判る。
【符号の説明】
【００３０】
１                      ホイール
２                      リム
３ａ、３ｂ              ビードシート
４                      隔壁
５                      気室
６                      連通部
７                      フランジ
８                      ウェル
９                      周壁
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ  壁面
１０                    主気室
１１                    ノズル
１２                    シール材
１３                    仕切り材
１７                    加熱器
Ｔ                      タイヤ
【図１】
2010269681.tif 000003
【図２】
2010269681.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010269681.tif 000008
【図７】
2010269681.tif 000009
【図８】
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【図９】
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